JPH1110153A - 電解水生成器の電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電解水のｐＨ値の細かな可変制御を行うこと
ができ、電磁波の発生を防ぐことができる電解水生成器
の電源装置を得る。 【解決手段】 商業交流電源から全波整流で得た脈流
は、スイッチ６によりゼロクロスごとにパルスを出力す
る。所望する電解度を規定するための分周率設定手段８
が設けられている。カウンター７に入力されたパルスは
手段８の設定値に従い指定されたゼロクロスごとにトリ
ガー信号を出力する。この信号をフオットカプラ１３−
１、１３−２の出力信号の何れかに従い電極反転回路１
７を構成するＳＣＲ１、ＳＣＲ２に入力する。従って、
電解電源を交流電源の半波を単位とする繰り返し波形を
もって供給することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水道水などの原
水を電気分解して陽極水と陰極水を連続的に生成する電
解水生成器における、電解槽に供給する直流電圧の可変
装置の改良に関する。さらに詳述すると、供給水の電気
伝導度、電解質の供給量および生成水の流量などに対応
して細かに電解度を制御可能でしかも電解強度を変えて
もノイズの発生が少ない電源供給方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】電解水生成器は電解槽内をイオン透過性
隔膜によって陰極室と陽極室に分域し、それぞれの室内
に電極を挿入し、極室内に供給した原水を電極間の通電
によって電気分解することにより、陰極室に陰極水、陽
極室に陽極水を電解生成するものである。所望の電解度
の電解水を得るには陰陽極間に印加する電解電圧／電流
を制御する方法などを用いている。

【０００３】従来の電解槽に供給する直流電圧の電源装
置の一例として、特開平５−１１５８７５号公報に示さ
れているように、パルス幅に対応して直流電圧を制御す
るパルス幅制御型スイッチングレギュレータ（ＰＭＷ）
を用いた装置がある。このパルス幅に対応して直流電圧
を制御するＰＭＷを用いた装置では、ＰＷＭによって制
御された所望のデュウティを持つ直流電流が電解槽の陰
陽両極に印加されて連続して電解水を生成することがで
きるが、パルス幅を細かく制御したり、平滑コンデンサ
が入いりゼロクロス点が曖昧になると共に、電流が流れ
ている途中で電流を断続するために、パルス幅に相当す
る電磁波を放出する場合がある。この電磁波は電解水生
成装置の付近にあるＡＶ機器に入り雑音を発生させるだ
けではなく、その制御系を狂わすなどの障害を惹起す
る。従って、電磁波の影響を受けやすい機器が電解水生
成装置付近にあるときには使用しにくい。この障害を取
り除くためには回路を遮蔽するだけでなく、電源入力側
にも電磁波障害阻止回路を挿入しなければならず、また
大容量の平滑コンデンサが必要で、装置を経済性の低い
ものとした。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来装置の課
題を解決するため、特開平８−１０７６７号では電解槽
へ供給する直流電源を整流回路からでた脈流のゼロクロ
ス電位をもって区切ると共に、一波長ごとに単位ブロッ
クを構成し、上記ブロックを単位として電流の断続を行
うゼロクロス電源供給方式をもって形成した電流を電解
槽へ供給することにより、前記障害を排除し、しかも、
電源回路に挿入する平滑コンデンサを排除して装置の経
済性を高めようとしている。

【０００５】図４は上記電解電源の実施例で、電解槽１
の陰陽極３、２に印加する直流電源は、交流電源が電源
トランス２２を介して全波整流回路２３に入り、その出
力側が極性反転スイッチ３１を介して陰陽極３、２にそ
れぞれ接続されている。

【０００６】また、制御用の電力を得るための電源トラ
ンス２４の２次側が半波整流回路２５を介してスイッチ
ング回路２６を構成するＴｒのベースに入力された後、
カウンタ２７に接続され、このカウンタ２７の出力を入
力可変手段２９で設定した入力とデジタルコンパレータ
２８で比較する。入力可変手段２９で設定した入力とカ
ウンタ２７の出力が一致したとき信号が通過して全波整
流回路２３の出力の一端に挿入した半導体スイッチ３０
をオンする。また、入力可変手段２９で設定した入力と
カウンタ２７出力が一致しないときはオフする。半導体
スイッチ３０としてＦＥＴ半導体などを使用する。

【０００７】この動作は、半波整流の電圧立上りをトリ
ガーとしてスイッチング回路２６が働き１波長を単位と
する脈流をカウンタ２７がカウントし、入力可変手段２
９で設定した入力に従って半導体スイッチ３０を断続す
るものである。

【０００８】入力可変手段２９は生成水の電解度を制御
するための外部スイッチや供給水の電気伝導度、電解質
の供給量および生成水の流量などに対応して自動的に電
解度を制御するための図示しない制御部からの情報で制
御されるスイッチ手段で、交流電源の一波長の脈流を単
位ブロックとして多種類の電力供給情報を提供するもの
である。この電解槽電圧比率を変えることにより電解槽
から吐出する生成水の電解度は段階的に変わる。

【０００９】図５は、上記電解槽電圧比率に相当する脈
流を表現した図であり、脈流は連続した波形として表現
されているが、商用交流周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ
に対応して電解槽電圧比率に相当する比率で自在に単位
ブロック位置を変えることができる。例えば、Ｅに示す
電解槽電圧比率５０％の場合、単位時間に単位時間の１
／２に相当する単位ブロックがあればよく、単位ブロッ
クと同じ時間の休止時間を設けて、単位ブロック、休
止、単位ブロック、休止とした出力電圧構成にすること
もできる。

【００１０】さて、上述した電解水生成器によれば前述
した従来の課題は解決されるが、実用上ではなおまだ下
記のような点で改良の余地がある。すなわち、供給水の
電気伝導度、電解質の供給量および生成水の流量などに
対応して細かな電解度を制御することがむずかしく、逆
電解のための構成が複雑である。

【００１１】そこで、本発明は細かなｐＨ値の連続的な
可変制御を行うことができ、逆電解を容易に行うことが
でき、かつ、使用上においてノイズがでず、しかも安定
性がよい安価な電解水生成器用電源を提供することであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の電解
水生成器の電源装置は、電解槽をイオン透過性隔膜によ
って分域し、陰電極を挿入した陰極室と陽電極を挿入し
た陽極室の電極間に所定の直流電流を印加する電解電源
を設けて前記電解槽内に供給される原水を上記電極間の
通電によって電解し、陰極室に陰極水、陽極室に陽極水
を生成する電解水生成器において、前記電源は商業周波
数の半波を単位として電解水生成器の電解強度に対応し
た分周率をもって電解電力を供給すると共に、ゼロクロ
ス電位を基準として上記半波ごとに所定の電解電源を供
給することを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項２の電解水生成器の電源装
置は、前記ゼロクロス電位を基準として半波ごとに正電
解用電力、逆電解用電力を自在に電解電源として供給す
ることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は図４に対照される本発明の
電解水生成器の電源装置の一実施例であり、図２は図１
の実施例におけるカウンターの分周率の設定２に対応し
て矢示指示部分ａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅがどのように動
作するのかを示した図である。

【００１５】図１および図２において、電解用電源トラ
ンス１５と共に商業交流電源を入力する制御トランス４
の整流器５で全波整流された脈流、矢示ａはスイッチ６
によりゼロクロスごとに動作特性に対応したパルス、矢
示ｂを出力する。すなわち、商業周波数が５０Ｈｚであ
るならば１０ｍ／ｓごとに幅０．１ｍ／ｓ程度のパルス
を出力し、その出力をカウンター７に入力する。これは
毎秒１００個のパルスがカウンターに入力することを意
味する。

【００１６】８は所望する電解度に応じた電解電源を電
解用電源トランス１５から出力するための分周率設定手
段であり、上記の毎秒１００個のパルスに対して特定の
分周率を設定することができる。これは可変手段９をも
って行う。可変手段９は電解水の電解度を生成器の使用
者の所望によって可変したり、センサと連関して可変す
ることができる。例えば、生成器に付設された電解度可
変つまみ（ｐＨ選択手段）と関連して可変してもよく、
電解槽に供給される原水の量や伝導度（伝導度センサ）
と関連させて自動的に可変する機構としてもよい。ま
た、逆電時間や正電解に対する逆電位置の設定を行うこ
とができる。可変手段９はｐＨ選択手段と伝導度センサ
を関連させたり、逆電位置の設定を１つの回路構成とし
て可変する機構としてもよい。

【００１７】カウンター７に入力されたパルスは分周率
設定手段８の設定値に従い指定されたゼロクロスごとに
トリガー信号、矢示ｃを出力し、第１のワンショットマ
ルチバイブレータ１０に入力する。第１のワンショット
マルチバイブレータ１０は上記パルスのアップエッジを
もってトリガーし、抵抗Ｒ₁ 、コンデンサＣ₁ で規定さ
れる時定数をもつワンショットパルス、矢示ｄを出力す
る。

【００１８】第１のワンショットマルチバイブレータ１
０から出力するパルスのダウンエッジをトリガーとして
第２のワンショットマルチバイブレータ１１はその時定
数を規定する抵抗Ｒ₂ 、コンデンサＣ₂ によりトリガー
パルス、矢示ｅを出力する。このトリガーパルスは第１
のワンショットマルチバイブレータ１０のパルスの幅の
ため、上記脈流のゼロクロスから上記パルスの幅分の遅
れをもち、分周率設定手段８の指定ゼロクロスに対応し
て出力する。つまり、上記の商業周波数が５０Ｈｚであ
るならば１０ｍ／ｓを単位として第１のワンショットマ
ルチバイブレータ１０で規定される遅れをもち、抵抗Ｒ
₂ 、コンデンサＣ₂ で規定される時定数の分周率設定手
段８が指定した位置でパルスを出力する。このトリガー
パルスはスイッチ１２を介してフオットカプラ１３−
１、１３−２に入力され、分周率設定手段８の指示値に
従い脈流の波形に合わせて信号を出力する。

【００１９】制御トランス４と並列に設けられ、電解用
電源トランス１５に入力される交流は電源トランス１５
の０Ｖ端子を基点として整流器１６で＋および−側方向
の２回路に出力される。この脈流は図示ｐ、ｑのように
構成されている。それぞれの出力は電解槽１８の間にあ
る電極反転回路１７を構成するＳＣＲ１、ＳＣＲ２に入
力され、上記フオットカプラ１３−１、１３−２の出力
信号の何れかに従い制御される。すなわち、電解槽１８
に設けられた陰陽電極の陽電極１９に陽電圧を印加し、
陰電極２０に陰電圧を印加する通常動作ではフオットカ
プラ１３−１の制御信号によってＳＣＲ１が動作する。
また、逆洗動作を行う信号が可変手段９から分周率設定
手段８を介してカウンター７に入力されるとき、フオッ
トカプラ１３−２の出力信号によってＳＣＲ２が動作
し、陰電極２０に陽電圧が印加され、陽電極１９に陰電
圧が印加される。このように、可変手段９からの逆洗指
示により電解電源の極性を反転させ容易に逆洗を行うこ
とができる。

【００２０】この結果、陰陽電極２０、１９には図３に
示すような設定分周率に応じた、脈流が印加される。す
なわち、商業交流周波数が５０Ｈｚの場合、１００個の
パルスに対して設定分周率に応じた脈流が印加される。
図ａは１秒間２個の半波形状の脈流が印加された場合の
図であり、図ｂは１秒間２５個の半波形状の脈流が印加
された場合の図であり、図ｃは１秒間５０個の半波形状
の脈流が印加された場合の図であり、図ｄは３個の正電
解の半波形状の脈流ごとに１個の逆電解の半波形状の脈
流が印加される場合の図である。このように、設定分周
率に応じてｏｎ・ｄｕｔｙおよびｏｆｆ・ｄｕｔｙに変
えることができるので陰陽電極２０、１９には生成器使
用者の所望されるｐＨ値や電解槽内に供給される原水の
量や水質に応じて細かに可変された脈流が印加される。

【００２１】なお、可変手段９や分周率設定手段８を構
成する回路はそれ自体公知の回路を用いればよく、特に
限定された構成のものを使用する必要はない。

【００２２】上記電源は長期に亘り極めて安定して動作
する。従って、装置をメイテナンスフリーとして動作さ
せることが可能になる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、実用上下
記のような優れた効果を得ることができる。 （イ）装置使用者の所望に従い規定される電解度や電解
槽内に供給される原水の水質や流量に応じて電解水のｐ
Ｈ値を細かに可変制御することができる。 （ロ）電解槽に供給する直流電源を半波整流回路からで
た脈流のゼロクロス電位をもって電流の断続を行うの
で、電磁波の発生を防ぐことができる。 （ハ）逆電解を行うための回路構成が簡易で、逆電解を
自在に、かつ、容易に行うことができる。 （ニ）電源回路に挿入する平滑コンデンサを排除してい
るので経済性が高いばかりでなく、半波長ごとの単位で
電流の断続を行っているので電源トランスの負荷が少な
く、長期の使用において、安定して使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が実施される電解水生成器の電源装置の
一実施例である。

【図２】図１の実施例におけるカウンターの分周率２に
対応して図示指示部分がどのように動作するのかを示し
た図である。

【図３】本発明が実施される電極印加用電圧比率に相当
する脈流を表現した図である。

【図４】従来の電解水生成器の電源装置の実施例であ
る。

【図５】上記従来例における電極印加用電圧比率に相当
する脈流を表現した図である。

【符号の説明】

４ 制御トランス ５ 整流器 ６ スイッチ ７ カウンター ８ 分周率設定手段 １０ 第１のワンショットマルチバイブレータ １１ 第２のワンショットマルチバイブレータ １３ フオットカプラ １５ 電解用トランス １７ 電極反転回路（ＳＣＲ１、ＳＣＲ２） １８ 電解槽

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解槽をイオン透過性隔膜によって分域
   し、陰電極を挿入した陰極室と陽電極を挿入した陽極室
   の電極間に所定の直流電流を印加する電解電源を設けて
   前記電解槽内に供給される原水を上記電極間の通電によ
   って電解し、陰極室に陰極水、陽極室に陽極水を生成す
   る電解水生成器において、 前記電源は商業周波数の半波を単位として電解水生成器
   の電解強度に対応した分周率をもって電解電力を供給す
   ると共に、ゼロクロス電位を基準として上記半波ごとに
   所定の電解電源を供給することを特徴とする電解水生成
   器の電源装置。
2. 【請求項２】 前記ゼロクロス電位を基準として半波ご
   とに正電解用電力、逆電解用電力を自在に電解電源とし
   て供給することを特徴とする請求項１記載の電解水生成
   器の電源装置。